細胞周期による中心体キナーゼAurora-Aの活性化の時間的・空間的イメージング

• 研究課題/領域番号: 14657039
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 浦野 健 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (70293701)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: Aurora / 細胞周期 / タイムラプス観察 / プロテインキナーゼ / ヒストンH3リン酸化 / ヒストンH3メチル化 / 修飾特異的モノクローナル抗体 / GFP融合タンパク質 / 細胞分裂 / リン酸化酵素 / 脱リン酸化酵素 / がん / タンパク質分解 / イメージング技術 / 中心体局在配列 / FRET

研究概要

ショウジョウバエや酵母において染色体分離の調節蛋白質として同定されたプロテインキナーゼのヒトホモローグであるAurora-A, Aurora-BおよびAurora-Cは様々ながん組織においてDNA増幅や蛋白質の発現増強が高率に認められている。またAurora-Aにおいては造腫瘍能を有することも報告されている。本研究では,染色体の赤道面への整列を時間的・空間的・物理的に制御しているプロテインキナーゼAuroraの(細胞周期における)時間的および空間的な活性化および不活性化をin vivoで可視化する系を確立し,この系を用いてAuroraの空間的・時間的な制御機構を解明した検討した。
・昨年報告したAurora-Aに引き続き,Aurora-BまたはAurora-CをGFP融合タンパク質として発現する細胞株を樹立しタイムラプス観察を行い,時間的空間的配置を決定した。Aurora-CもAurora-Bと同様に染色体パッセンジャータンパク質であることが判明した。
・Auroraファミリーの活性化に必須であるリン酸化部位を同定し,リン酸化モノクローナル抗体を作製することにより,時間的空間的な活性化を可視化した(研究業績#1)。
・Aurora-Bにより細胞分裂期特異的にヒストンH3の10番目セリンがリン酸化され,さらに9番目リジンのメチル化との間にクロストークが存在することを,修飾特異的モノクローナル抗体を作製することにより証明した(研究業績#2-4)。
・開発したアンチセンス、DNA法を用い,Aurora-Aもヒト細胞において染色体分配に関与することを確認した。
本研究ではAuroraファミリーの活性化を可視化する方法を確立した。その結果,Auroraファミリーは細胞分裂期中ごく短期間にそれぞれの局所において活性化されることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Yasui Y.et al.: "Autophosphorylation of a newly identified site of Aurora-B is indispensable for cytokinesis."J.Biol.Chem.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Soejima H.et al.: "Silencing of imprinted CDKNIC gene expression is associated with loss of CpG and histone H3 lysine 9 methylation at DMR-LIT1 in esophageal cancer."Oncogene. (in press). (2004)
• [文献書誌] Nakagawachi T.et al.: "Silencing effect of CpG island hypermethylation and histone modifications on O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) gene expression in human cancer."Oncogene. 22. 8835-8844 (2003)
• [文献書誌] Higashimoto K.et al.: "Loss of CpG Methylation Is Strongly Correlated with Loss of Histone H3 Lysine 9 Methylation at DMR-LIT1 in Patients with Beckwith-Wiedemann Syndrome."Am.J.Hum.Genet.. 73. 948-956 (2003)
• [文献書誌] Sasagawa Y.et al.: "Caenorhabditis elegans RBX1 is essential for meiosis, mitotic chromosomal condensation and segregation, and cytokinesis."Genes Cells. 8. 857-872 (2003)
• [文献書誌] Mitsuhashi S.et al.: "Usage of tautomycetin, a novel PP1 specific inhibitor, reveals that PP1 is a positive regulator of Raf-1 in vivo."J.Biol.Chem.. 278. 82-88 (2003)
• [文献書誌] Sugiyama, K.: "Aurora-B associated protein phosphatases as negative regulators of kinase activation"Oncogene. 21. 3103-3111 (2002)
• [文献書誌] Taguchi, S.: "Degradation of human Aurora-A protein kinase is mediated by hCdh1"FEBS Lett.. 519. 59-65 (2002)
• [文献書誌] Sakai, H.: "MBD3 and HDAC1, two components of the NuRD complex, are localized at Aurora-A-positive centrosomes in M phase"J Biol Chem.. 277. 48714-48723 (2002)
• [文献書誌] Mitsuhashi, S.: "Usage of tautomycetin, a novel inhibitor of protein phosphatase 1 (PP1), reveals that PP1 is a positive regulator of Raf-1 in vivo"J Biol Chem.. 278. 82-88 (2003)
• [文献書誌] Sugimoto, K.: "Molecular dynamics of Aurora-A kinase in living mitotic cells simultaneously visualized with histone H3 and nuclear membrane protein importin α"Cell Struct.Funct.. 27. 457-467 (2002)
• [文献書誌] Nakamura, Y.: "Identification of a Drosophila gene encoding xylosylprotein β4-galactosyltransferase that is essential for the synthesis of glycosaminoglycans and for morphogenesis"J Biol Chem.. 277. 46280-46288 (2002)